Naujas požiūris: tamsioji medžiaga – tik kvantinio vakuumo kuriama iliuzija?
|
Viena iš pagrindinių neišspręstų astrofizikos problemų yra susijusi su greitesniu galaktikų ir galaktikų spiečių sukimusi nei priklausytų pagal stebimą barioninės (įprastos) medžiagos kiekį. Greitesnės orbitos reiškia, kad turi būti didesnė orbitos viduje esančių žvaigždžių, dulkių ir kitų iš barioninių dalelių sudarytų objektų masė. Štai todėl pasaulio garsiausi mokslininkai mano, kad kiekviena galaktika yra halo, sudaryto iš tamsiosios medžiagos, viduje. Pačią tamsiąją medžiagą sudaro nebarioninės dalelės. Tiesa, ne visi mokslininkai palaiko tokį požiūrį. Vienas iš skeptikų, abejojančių tamsiosios medžiagos buvimu, Draganas Slavkovas Hajdukovičius pasiūlė tamsiosios medžiagos efektą aiškinti kvantinio vakuumo gravitacine poliarizacija. „Pagrindinis mano straipsnio tikslas – tai paskleisti mintį, kad juodoji medžiaga gali ir neegzistuoti, o efektai, priskiriami tamsiajai medžiagai, gali būti paaiškinti gravitacine kvantinio vakuumo poliarizacija, – pasakė Hajdukovičius. – Ateities eksperimentai parodys, ar mano gauti duomenys yra tik nuostabą keliantys skaitmeniniai atsitiktinumai, ar naujos mokslinės revoliucijos pradžia.“ Ankstesniame savo tyrime apie ciklines visatas, kuriose paeiliui keičiasi medžiagos ir antimedžiagos dominavimas, Hajdukovičius taip pat bandė paaiškinti kosmologinius efektus, nedarydamas prielaidos, kad egzistuoja nežinomos medžiagos ir energijos formos, bei nekurdamas nežinomų plėtimosi ir medžiagos-antimedžiagos asimetrijos susidarymo mechanizmų. Galaktikų greitų sukimosi kreivių atveju, paaiškino Hajdukovičius, šiuo metu egzistuoja dvi šį reiškinį aiškinančios mokyklos. „Pirmoji mokykla reiškinį aiškina įvesdama tamsiosios medžiagos sąvoką. Antroji mokykla kalba apie gravitacinio traukos dėsnio modifikavimą, – pasakė jis. – Aš siūlau trečią kelią, kuriame nėra tamsiosios medžiagos ir nereikia keisti gravitacinio traukos dėsnio.“ Kaip ir visuose ankstesniuose darbuose, jo idėja remiasi hipoteze, kad medžiaga ir antimedžiaga viena kitą stumia, ir ši stūmos jėga yra gravitacinė. Gravitacinė stūmos jėga atsiranda dėl skirtingo dalelių ir antidalelių gravitacinio krūvio. Kaip žinome, dalelės viena kitą traukia gravitacine jėga. Šiuo metu nėra aišku, ar medžiagos ir antimedžiagos dalelės viena kitą stumia gravitacine jėga, nors yra pradėti keletas eksperimentų, kurių tikslas tai nustatyti. Vienas žinomiausių vykdomų eksperimentų yra AEGIS, kurį atlieka CERN tyrimų centras. „Kalbant apie gravitaciją, daugelis fizikų mano, kad egzistuoja tik vienas gravitacinis krūvis, apibrėžiamas inertine mase. Aš iškėliau prielaidą, kad egzistuoja du gravitaciniai krūviai. Panašiai, kaip ir elektromagnetinės sąveikos atveju. Teigiamas krūvis priskiriamas medžiagai, o neigiamas krūvis būdingas antimedžiagai,“ – paaiškino Hajdukovičius. Jei medžiaga ir antimedžiaga viena kitą gravitaciškai stumia, tai reikštų, kad virtualių dalelių ir antidalelių poros, kurios trumpam pasirodo kvantiniame vakuume, yra gravitaciniai dipoliai. Tai reiškia, kad kiekviena pora sudaro sistemą, kurioje virtuali dalelė turi teigiamą gravitacinį krūvį, o virtuali antidalelė turi neigiamą gravitacinį krūvį. Visas vakuumas yra sudarytas iš daugybės gravitacinių dipolių, kurie suformuoja dipolinį skystį.
„Mes galime nagrinėti savo Visatą kaip visumą, sudarytą iš dviejų tarpusavyje sąveikaujančių sistemų, – paaiškino Hajdukovičius. – Pirmoji sistema – tai mums įprasta medžiaga. Tokiu būdu mes nedarome prielaidos apie tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos egzistavimą. Pirmoji sistema įterpta į antrąją sistemą, kvantinį vakuumą, kuris apibrėžiamas kaip įvairių virtualių dipolių, taip pat ir gravitacinių, jūra. Jis savo aiškinimą pratęsė, sakydamas, kad virtualūs gravitaciniai dipoliai, esantys gravitaciniame vakuume šalia masyvių žvaigždžių ir galaktikų gali būti gravitaciškai poliarizuoti barioninės medžiagos. Kai virtualūs dipoliai išsilygiuoja, tai jie sukuria papildomą gravitacinį lauką, kuris gali susijungti su žvaigždžių ir galaktikų kuriamu lauku. Tokiu būdu gravitacinė kvantinio vakuumo poliarizacija gali sukurti tokį patį galaktikų sukimosi greičių „pagreitėjimo“ efektą, kaip ir hipotetinė tamsioji medžiaga bei modifikuota gravitacijos teorija. Hajdukovičius paaiškino, kad stipresnio gravitacinio lauko efektas gali būti suprastas nagrinėjant, kas atsitinka su elektriniu lauku, kai jis, o ne gravitacinis laukas, sukelia vakuumo poliarizaciją. Jis pateikė dielektrinės medžiagos, padėtos tarp lygiagrečių kondensatoriaus plokštelių, pavyzdį. Elektrinis laukas tarp plokščių sumažėja. Sumažėjimas pasireiškia dėl to, kad priešingų elektrinių krūvių dalelės viena kitą traukia. Tačiau, jei priešingų elektrinių krūvių dalelės viena kitą stumtų, o ne trauktų, tai elektrinis laukas sustiprėtų. Grįžtant prie kvantinio vakuumo atvejo – kadangi daroma prielaida, kad gravitaciniai skirtingų ženklų krūviai vienas kitą stumia, tai gravitacinio lauko stiprumas didėja. Savo straipsnyje Hajdukovičius, aiškindamas nagrinėjamą reiškinį, pateikia ir lygtis. Viena iš pateiktų lygčių leidžia apskaičiuoti gravitacinės poliarizacijos kuriamus efektus skirtingais atstumais nuo galaktikos centro. Gauti rezultatai labai gerai sutampa su stebėjimų duomenimis. Jis taip pat išveda žinomą Tully-Fisher sąryšį, kuris yra tik gravitacinės stūmos tarp medžiagos ir antimedžiagos pasekmė. Šis sąryšis yra empirinis dėsnis, kuris nustatytas remiantis skaitmeniniais duomenimis, gautais iš daugelio galaktikų bei galaktikų spiečių stebėjimo. Tamsiosios medžiagos idėja negali kiekybiškai paaiškinti šio sąryšio. Hajdukovičiaus pasiūlyta idėja prieštarauja ir kitai idėjai, kurią prieš keletą metų iškėlė fizikai Luc Blanchet bei Alekandre Le Tiec. Nors ta idėja ir remiasi dipolinio skysčio, sudaryto iš gravitacinių dipolių, sąvoka, tačiau, jų nuomone, tai yra nauja tamsiosios medžiagos forma. Tamsioji medžiaga, veikiama gravitacinio lauko, yra poliarizuojama. Taip gaunamas stipresnis gravitacinis laukas. Kitais žodžiais tariant, Blanchet ir Le Tiec pasiūlė nežinomos formos tamsiąją medžiagą laikyti gravitacinių dipolių forma. Tuo tarpu Hajdukovičius siūlo stebimus efektus aiškinti virtualiais kvantinio vakuumo gravitaciniais dipoliais. | |||||||
| |||||||
